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中原城市群大氣顆粒物的理化特征及毒理學(xué)研究

發(fā)布時(shí)間:2020-10-10 05:47
   本文運(yùn)用環(huán)境科學(xué)、地球化學(xué)、毒理學(xué)等方法研究了中原城市群4個(gè)典型城市(鄭州、開封、焦作和洛陽)可吸入顆粒物(PM10和PM2.5)的理化性質(zhì)及氧化性損傷能力。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)識(shí)別出4個(gè)城市PM10和PM2.5的顆粒類型有煙塵集體、燃煤飛灰、礦物顆粒和未知顆粒四種,其中礦物顆粒在數(shù)量和體積上均古優(yōu)勢(shì);顆粒物在數(shù)量上主要分布在小于0.5μm的范圍內(nèi),在1-2.5μm范圍內(nèi)占有較大的體積;電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析表明,與健康有關(guān)的重金屬元素中Cd、Sn、Bi、Pb、Zn、Sb、Tl、Cu和Cr等在4個(gè)城市的富集因子均大于10,表明是以人為來源為主:基于質(zhì)粒DNA損傷的毒理學(xué)評(píng)價(jià)表明,PM10的氧化性損傷能力小于PM2.5的氧化損傷能力,PM2.5的氧化性損傷能力冬季表現(xiàn)為鄭州洛陽開封焦作,而夏季表現(xiàn)為焦作洛陽開封鄭州;顆粒物中的重金屬元素Pb、Rb、Cr, As和Sn等對(duì)DNA的氧化性損傷能力貢獻(xiàn)較大。灰色模型(GM(1,1))預(yù)測(cè)結(jié)果表明未來兩年4個(gè)城市PM10的年均濃度均有增高的趨勢(shì),且焦作增高的趨勢(shì)更為明顯。
【學(xué)位單位】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位年份】:2011
【中圖分類】:X513
【文章目錄】:
摘要
Abstract
詳細(xì)摘要
1 緒論
    1.1 選題的目的和意義
        1.1.1 大氣顆粒物研究的目的和意義
        1.1.2 中原城市群大氣顆粒物研究的目的和意義
    1.2 大氣顆粒物的研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.2.1 大氣顆粒物的基本特征
        1.2.2 大氣顆粒物的來源解析及分析方法
            1.2.2.1 可吸入顆粒物的主要來源和源解析技術(shù)
            1.2.2.2 樣品采集及分析方法
        1.2.3 大氣顆粒物毒理性質(zhì)的研究
        1.2.4 大氣顆粒物污染評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)模型的研究
        1.2.5 中原城市群大氣顆粒物的研究現(xiàn)狀
            1.2.5.1 大氣顆粒物的基本特征
            1.2.5.2 大氣顆粒物的源解析
            1.2.5.3 大氣顆粒物的健康效應(yīng)
            1.2.5.4 大氣顆粒物與氣象條件的關(guān)系
            1.2.5.5 大氣顆粒物評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)
        1.2.6 存在的問題
            1.2.6.1 國內(nèi)外大氣顆粒物研究中存在的問題
            1.2.6.2 中原城市中大氣顆粒物的研究存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容、研究思路和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容、研究思路
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 研究工作概述
        1.4.1 研究區(qū)概況
        1.4.2 采樣設(shè)備的選擇
        1.4.3 采樣方案
        1.4.4 主要工作量
    1.5 主要認(rèn)識(shí)
    1.6. 論文創(chuàng)新點(diǎn)
2 中原城市群大氣污染水平
    2.1 中原城市群大氣總體質(zhì)量分析
        2.1.1 數(shù)據(jù)來源及處理
        2.1.2 中原城市群城市2007-2010年大氣總體質(zhì)量分析
            2.1.2.1 中原城市群城市2007-2010年大氣污染指數(shù)的變化規(guī)律
            2.1.2.2 中原城市群城市2007-2010年大氣優(yōu)良率的變化規(guī)律
            2.1.2.3 中原城市群城市2007-2010年大氣首要污染物的變化規(guī)律
            2.1.2.4 中原城市群大氣可吸入顆粒物濃度變化情況
10和PM2.5的污染水平'>    2.2 典型四城市采樣點(diǎn)PM10和PM2.5的污染水平
        2.2.1 大氣PM10和PM2.5的采集
        2.2.2 采樣點(diǎn)大氣顆粒物污染水平的變化規(guī)律
    2.3 PM質(zhì)量濃度與氣象條件之間的相關(guān)分析
    2.4 本章小結(jié)
10質(zhì)量預(yù)測(cè)'>3 中原城市群典型城市大氣PM10質(zhì)量預(yù)測(cè)
    3.1 灰色系統(tǒng)理論的基本概念
    3.2 灰色系統(tǒng)理論的產(chǎn)生和發(fā)展動(dòng)態(tài)
    3.3 灰色系統(tǒng)理論的應(yīng)用于大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)的可行性
    3.4 灰色模型(GM(1,1))的建立
10預(yù)測(cè)模型'>    3.5 中原城市群PM10預(yù)測(cè)模型
10預(yù)測(cè)模型的建立'>        3.5.1 鄭州PM10預(yù)測(cè)模型的建立
10預(yù)測(cè)模型的建立'>        3.5.2 開封PM10預(yù)測(cè)模型的建立
10預(yù)測(cè)模型的建立'>        3.5.3 焦作PM10預(yù)測(cè)模型的建立
10預(yù)測(cè)模型的建立'>        3.5.4 洛陽PM10預(yù)測(cè)模型的建立
    3.6 模型檢驗(yàn)
        3.6.1 殘差檢驗(yàn)
        3.6.2 后驗(yàn)差檢驗(yàn)
        3.6.3 關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)
    3.7 模型優(yōu)化
    3.8 預(yù)報(bào)結(jié)果分析
    3.9 本章小結(jié)
10和PM2.5的微觀形貌特征'>4 中原城市群PM10和PM2.5的微觀形貌特征
    4.1 掃描電鏡/X射線能譜(SEM/EDX)分析的基本原理及應(yīng)用
        4.1.1 掃描電鏡(SEM)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
        4.1.2 掃描電鏡在大氣顆粒物研究中的應(yīng)用
    4.2 制樣和分析
10中的主要單顆粒類型'>    4.3 中原城市群PM10中的主要單顆粒類型
        4.3.1 煙塵集合體(soot aggregates)
        4.3.2 燃煤飛灰(coal fly ash)
        4.3.3 礦物顆粒(mineral particles)
        4.3.4 超細(xì)未知顆粒(ultrafine unknown particles)
10和PM2.5的微觀形貌對(duì)比及來源分析'>    4.4 不同季節(jié)PM10和PM2.5的微觀形貌對(duì)比及來源分析
10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析'>        4.4.1 鄭州PM10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析
10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析'>        4.4.2 開封PM10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析
10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析'>        4.4.3 焦作PM10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析
10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析'>        4.4.4 洛陽PM10和PM2.5顯微形貌的季節(jié)變化及來源分析
    4.5 本章小結(jié)
5 中原城市群典型城市PM的粒度分布特征
    5.1 樣品信息及粒度分布分析方法
10和PM2.5的數(shù)量—粒度和體積—粒度分布'>    5.2 不同季節(jié)PM10和PM2.5的數(shù)量—粒度和體積—粒度分布
10和PM2.5的粒度分布特征'>        5.2.1 四個(gè)典型城市冬季PM10和PM2.5的粒度分布特征
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.1.1 鄭州冬季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.1.2 開封冬季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.1.3 焦作冬季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.1.4 洛陽冬季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布特征'>        5.2.2 四個(gè)典型城市夏季PM10和PM2.5的粒度分布特征
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.2.1 鄭州夏季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.2.2 開封夏季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.2.3 焦作夏季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>            5.2.2.4 洛陽夏季PM10和PM2.5的粒度分布
10和PM2.5的粒度分布'>        5.2.3 四個(gè)城市不同季節(jié)PM10和PM2.5的粒度分布
10冬季粒度分布'>            5.2.3.1 四個(gè)城市PM10冬季粒度分布
10夏季粒度分布'>            5.2.3.2 四個(gè)城市PM10夏季粒度分布
2.5冬季粒度分布'>            5.2.3.3 四個(gè)城市PM2.5冬季粒度分布
2.5夏季粒度分布'>            5.2.3.4 四個(gè)城市PM2.5夏季粒度分布
10與PM2.5的百分含量對(duì)比分析'>    5.3 不同種類的粒子在4個(gè)城市中PM10與PM2.5的百分含量對(duì)比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 中原城市群典型城市PM中微量元素的組成特征
    6.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)的工作原理
    6.2 樣品信息及處理
    6.3 典型城市PM中微量元素的組成特征
10中微量元素的組成特征'>        6.3.1 四個(gè)典型城市PM10中微量元素的組成特征
2.5中微量元素的組成特征'>        6.3.2 四個(gè)典型城市PM2.5中微量元素的組成特征
10和PM2.5中微量元素的空間變化規(guī)律及城市之間的對(duì)比分析'>        6.3.3 PM10和PM2.5中微量元素的空間變化規(guī)律及城市之間的對(duì)比分析
10和PM2.5中重金屬元素的來源解析'>    6.4 四城市PM10和PM2.5中重金屬元素的來源解析
        6.4.1 富集因子法
10中重金屬元素的富集程度對(duì)比及來源解析'>        6.4.2 四城市PM10中重金屬元素的富集程度對(duì)比及來源解析
2.5中重金屬元素的富集程度對(duì)比'>        6.4.3 四城市PM2.5中重金屬元素的富集程度對(duì)比
10與PM2.5中重金屬元素的富集程度對(duì)比'>        6.4.4 四城市PM10與PM2.5中重金屬元素的富集程度對(duì)比
        6.4.5 四城市PM中重金屬元素的因子分析及來源解析
    6.5 本章小結(jié)
7 中原城市群典型城市大氣PM的氧化性損傷能力研究
    7.1 質(zhì)粒DNA評(píng)價(jià)法的原理
    7.2 質(zhì)粒DNA評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        7.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
        7.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    7.3 樣品信息
10的氧化性損傷能力'>    7.4 四城市冬季大氣PM10的氧化性損傷能力
10樣品的氧化性損傷能力'>        7.4.1 四城市冬季PM10樣品的氧化性損傷能力
10樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.1.1 鄭州冬季PM10樣品的氧化性損傷能力
10樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.1.2 開封冬季PM10樣品的氧化性損傷能力
10樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.1.3 焦作冬季PM10樣品的氧化性損傷能力
10樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.1.4 洛陽冬季PM10樣品的氧化性損傷能力
2.5樣品的氧化性損傷能力'>        7.4.2 四城市冬季PM2.5樣品的氧化性損傷能力
2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.2.1 鄭州冬季PM2.5樣品的氧化性損傷能力
2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.2.2 開封冬季PM2.5樣品的氧化性損傷能力
2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.2.3 焦作冬季PM2.5樣品的氧化性損傷能力
2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.2.4 洛陽冬季PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力'>        7.4.3 四城市夏季PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.3.1 鄭州夏季PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.3.2 開封夏季PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.3.3 焦作夏季PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力'>            7.4.3.4 洛陽夏季PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力
10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力的對(duì)比分析'>    7.5 PM10和PM2.5樣品的氧化性損傷能力的對(duì)比分析
    7.6 與其它城市的對(duì)比分析
    7.7 四城市PM的氧化性損傷能力與其質(zhì)量濃度的相關(guān)分析
    7.8 四城市PM的氧化性損傷能力與微量元素相關(guān)性分析
10的氧化性損傷能力與微量元素總濃度的相關(guān)性分析'>        7.8.1 四城市PM10的氧化性損傷能力與微量元素總濃度的相關(guān)性分析
10的氧化性損傷能力與單個(gè)微量元素濃度的相關(guān)性分析'>        7.8.2 四城市PM10的氧化性損傷能力與單個(gè)微量元素濃度的相關(guān)性分析
    7.9 本章小結(jié)
8 結(jié)論與展望
    8.1 取得的主要成果
    8.2 存在問題和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào):2834805

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